1 概念設(shè)計(jì)概述

　　概念是在頭腦中形成的反映對象本質(zhì)屬性的思維形式，它是將所感知事物的共同本質(zhì)特點(diǎn)抽象出來加以概括而形成，概念設(shè)計(jì)是伴隨設(shè)計(jì)的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。

　　2 概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)計(jì)算關(guān)系

　　隨著社會的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑物隨著人口的增加越建越密集，物資財富的積累也越來越多。而且，我們的房子越做越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，如果發(fā)生地震災(zāi)害，對我們所造成的損失也會越來越大。然而隨著計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中越來越廣泛地應(yīng)用，有些設(shè)計(jì)人員越來越迷信計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果，而不注重結(jié)構(gòu)的整體分析，好象計(jì)算結(jié)果滿足要求了，這個建筑物就安全了，如果不滿足，就加大配筋和斷面，結(jié)果梁越做越大，柱越做越肥，這樣做的結(jié)果，不僅造成很大的浪費(fèi)，而且簡單地加大單個構(gòu)件往往改變了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力分配，不能確保結(jié)構(gòu)安全。

　　3建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的主要思想

　　概括地說，一個有利于抗震的建筑，首先必須有一個有利于抗震的建筑場地，它的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有盡可能規(guī)則的平立面; 結(jié)構(gòu)體系具有合理而不間斷的傳力途徑; 同時應(yīng)確保結(jié)構(gòu)的整體性，受到地震作用的時候構(gòu)件能夠共同工作，按設(shè)計(jì)的要求達(dá)到極限狀態(tài); 構(gòu)件的破壞具有一定的先后順序，必要的時候犧牲次要的結(jié)構(gòu)來消耗地震能量，以保護(hù)主要結(jié)構(gòu)，使人的生命和財產(chǎn)的損失降低到最小的程度。

　　3. 1 避開不利地質(zhì)區(qū)域

　　建筑物能否有效地抵抗地震破壞，首先需要有一個堅(jiān)實(shí)的地基基礎(chǔ)，因此，我們在選擇建筑場地的時候，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對抗震有利、不利和危險地段作出綜合評價。對不利地段，應(yīng)提出避開要求; 當(dāng)無法避開時應(yīng)采取有效措施; 不應(yīng)在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。地震除了直接造成結(jié)構(gòu)破壞以外，還可能引起地表的錯動與地裂，地基土的不均勻沉降，滑坡和粉、砂土液化等，造成建筑物的間接破壞。一個好的建筑場地，不僅能使建筑物有效地抵抗地震的破壞，而且還能減少投資，降低成本。

　　3. 2 協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)計(jì)

　　抗震概念設(shè)計(jì)不是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員所能完全包辦的，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)具備一定的抗震知識。但由于專業(yè)分工不同，結(jié)構(gòu)工程師往往會比建筑師更注重分析地震作用，所以，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)利用自己所掌握的知識，協(xié)助建筑方案設(shè)計(jì)人員對建筑物平立面進(jìn)行合理的調(diào)整，使之既功能齊全，美觀大方，符合建筑設(shè)計(jì)的要求，又能使結(jié)構(gòu)盡量規(guī)則，符合抗震設(shè)計(jì)的要求。具體地說，就是要求建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面宜規(guī)則、對稱，并具有良好的整體性; 建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。

　　3. 3 建筑平、立面外形選擇

　　歷次震害調(diào)查及力學(xué)分析表明，建筑平、立面外形尺寸突變處、質(zhì)量分布突變處、豎向抗側(cè)力構(gòu)件截面尺寸和材料強(qiáng)度突變處、由于應(yīng)力集中都容易產(chǎn)生比較嚴(yán)重的震害，而剛度中心與質(zhì)量中心的偏離容易引起建筑物的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生比較嚴(yán)重的震害; 整體性差的建筑物，如抗側(cè)力結(jié)構(gòu)水平或豎向不連續(xù)( 單跨或不連續(xù)框架、豎向結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換) 、抗側(cè)力構(gòu)件錯位( 包括混凝土框架、混凝土抗震墻、砌體結(jié)構(gòu)抗震橫墻) ，由于贅余度偏少或傳力路線不順暢，抗震性能就會大幅度降低。對于不規(guī)則的建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。對于嚴(yán)重不規(guī)則的方案，不應(yīng)采用。如果一個建筑物因?yàn)榉桨冈O(shè)計(jì)不合理而造成不必要的浪費(fèi)，甚至形成安全隱患，那么，這個設(shè)計(jì)就是失敗的，因此，建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性對于抗震是相當(dāng)重要的。

　　3. 4 結(jié)構(gòu)體系選擇

　　建筑結(jié)構(gòu)確定以后，還應(yīng)該合理地選擇結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場地條件、地基、結(jié)構(gòu)材料和施工等因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件綜合比較確定結(jié)構(gòu)體系。新的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》( GB 50011 -2010) 要求結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途經(jīng)，使設(shè)計(jì)人員更容易掌握和控制結(jié)構(gòu)所受的地震作用，更容易發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的錯誤; 在抗震設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)正確分析力的傳遞途徑，合理的分配調(diào)整內(nèi)力，加強(qiáng)容易遭受地震破壞的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗震能力，避免部分結(jié)構(gòu)( 構(gòu)件) 破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力; 應(yīng)具備必要的抗震承載能力，良好的變形能力和消耗抗震能量的能力，這樣利用結(jié)構(gòu)的變形消耗掉部分地震的能量，可以大大減輕地震作用對結(jié)構(gòu)的破壞; 宜有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。薄弱部位是抗震能力最弱的地方，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)使該部位的實(shí)際承載力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性承載力之比在總體上保持一個相對均勻的變化，避免由于內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中，同時還要防止加強(qiáng)局部而忽視整個結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度的協(xié)調(diào)，使它有足夠的變形能力又不發(fā)生薄弱部位的轉(zhuǎn)移; 宜有多道抗震防線。在很多情況下，由于地震作用的不確定性和反復(fù)性，地震破壞是不可避免的，適當(dāng)處理構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，使其形成多道防線，是增加結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施。

　　4 建筑物抗震的新技術(shù)

　　4. 1 隔震技術(shù)

　　在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用隔震技術(shù)是國際上熱門的工程抗震新技術(shù)。它通過把隔震消能裝置( 如橡膠隔震墊) 安放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)( 或底部柱頂) 之間，把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)“隔開”。這樣，改變了結(jié)構(gòu)的動力特性和動力作用，明顯地減輕結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)，達(dá)到“以柔克剛”的效果。國內(nèi)外大量的試驗(yàn)和工程實(shí)踐證明，隔震體系一般可使結(jié)構(gòu)水平地震加度反應(yīng)下降 60% 左右，從而消除或有效減輕結(jié)構(gòu)的地震損壞，提高建筑物及其內(nèi)部人員的全性。隔震體系具有很大的垂直承載力( 50 ～2 000 t) 及很大的垂直壓縮剛度，而其水平變形剛度較小( 0. 25 ～1. 8 kN/mm) ，水平極限變位值較大( 10 ～50 cm) ，它具有足夠大的初始剛度，以抵抗風(fēng)荷載和輕微地震，當(dāng)強(qiáng)地震發(fā)生時，又能自由柔性滑動，而變形過大時，剛度回升，具有保護(hù)和限位作用，鋼板夾層橡膠隔震墊具有較大的復(fù)位能力，在多次地震中自動瞬時復(fù)位。根據(jù)其特性，一般來說隔震技術(shù)主要適用于較重要的低層和多層建筑，如醫(yī)院、學(xué)校、商場、科研機(jī)構(gòu)以及重要的指揮職能單位。

　　4. 2 消能減震技術(shù)

　　建筑結(jié)構(gòu)的消能減震技術(shù)方法是指在結(jié)構(gòu)的某些部位( 如支撐、剪力墻、節(jié)點(diǎn)、連接縫或連接件等) 設(shè)置消能阻尼裝置或元件，通過消能裝置產(chǎn)生摩擦非線性滯回變形耗能來耗散或吸收地震能量以減小主體結(jié)構(gòu)的水平和豎向地震反應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞或倒塌，以達(dá)到減震抗震的目的。這種方法主要用于高層或超高層建筑。由于隔震和消能減震體系能使建筑上部結(jié)構(gòu)承受的地震作用大幅度降低，使上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的斷面、配筋減小，構(gòu)造及施工簡單，從而可節(jié)省造價。

　　5 總 結(jié)

　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和抗震技術(shù)也提出了更高的要求。發(fā)展先進(jìn)計(jì)算理論，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，加快新型高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法，可以在建筑抗震設(shè)計(jì)的方案階段就迅速有效地對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇，從而使方案概念清晰和定性正確，避免在后期設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)一些不必要的繁瑣運(yùn)算，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。